Si vous savez distinguer la Grande Ourse dans le ciel nocturne vous saurez déjà qu'il a quatre étoiles qui forment le chariot et trois qui forment la queue. Eh bien, l'étoile centrale de cette queue est un double système formé par les vedettes Mizar et la Colline. C'est l'un des doubles systèmes les plus connus. Déjà les indiens et beaucoup d'armées européennes antiques faisaient l'épreuve aux recrues de voir s'ils pouvaient les distinguer, puisqu'ainsi ils savaient s'ils avaient une bonne vue ou non. Les doubles systèmes sont très communs dans l'Univers et l'un d'eux est impliqué dans notre histoire d'aujourd'hui. Et ainsi, je pourrai profiter de cela comme excuse pour vous parler de Bessel, des Clark et de Hall.
Si tu es étudiant de physiques, tôt ou tard tu te trouveras avec les fonctions de Bessel. En réalité, les fonctions précitées étaient à Bernoulli, mais c'était Bessel qui les a généralisées et qui a emporté la célébrité par celles-ci. Friederich Bessel est né à Brandebourg, en 1784. Il était fils d'un fonctionnaire de l'état et à 15 ans il s'est mis à travailler, parce qu'il n'avait pas un autre remède, comme apprenti dans une entreprise d'importation et d'exportation de divers articles. Comme il faisait très bien son travail, il a commencé à prospérer dans l'entreprise. Mais l'astronomie le passionnait et il a appris tout ce qui a pu par soi même.
Bien qu'il ne le vît pas, restât fasciné avec la comète Halley et à 20 ans d'âge, il a écrit un article en calculant son orbite basé dans dans les observations faites et compilées antérieurement. Bien que le travail fût assez maladroit il l'a fait avec une rigueur étonnante. Il a envoyé les calculs précités à l'astronome le plus fameux de l'époque, un certain Olbers, le même qui a formulé le paradoxe fameux d'Olbers. Il est resté si impressionné qu'il l'a publié et a suggéré au jeune homme que sollicitât une place d'assistant d'astronome qu'il y avait un poste vacant dans l'observatoire de Lilienthal. Sans toucher, bien sûr, sauf peut-être une aide sporadique. Bessel a accepté et six ans après, en 1810, le suffisant était déjà ressorti comme pour que le roi Federico Guillermo III de la Prusse le rendît directeur dans la construction d'un observatoire dans Königsberg.
L'oeuvre de Bessel est authentiquement impressionnante. Il a laissé presque quatre cents articles scientifiques et aucuns extraordinairement éminents écrits, comme dans celui qui expliquait les fonctions auxquelles nous faisions une référence; il a calculé les positions de 75.000 étoiles et c'était le premier à obtenir ce que les astronomes portaient en cherchant dès trois siècles derrière : mesurer la parallaxe d'une étoile. Dans ce point, il a surpassé à des esprits comme celle de James Bradley ou de William Herschel. En réalité, la parallaxe avait été déjà utilisée un siècle et demi derrière, une courtoisie de Cassini, mais avec des objets plus voisins, comme Mars; jamais avec une étoile.
Il avait commencé à être fixé dans les 61 Cigny, non parce qu'il avait un éclat particulier, mais parce qu'antérieurement Guiseppe Piazzi avait découvert qu'il avait un propre mouvement très élevé (le mouvement a concerné le fond d'étoiles fixes) : environ 5,2 secondes d'arc par an. Bessel a soigneusement mesuré sa position et pour cela il a utilisé un heliómetro que lui même a dessiné et que lui a construit pas moins de Joseph von Fraunhofer, une autre notre connaissance (l'heliómetro avait été antérieurement inventé par Pierre Bouguer). En 1838 il a annoncé qu'il décrivait une petite ellipse dans le ciel, en étant le plus grand déplacement 0,31 secondes d'arc. Cela signifiait que 61 Cigny il était 690.000 fois plus loin de la Terre que le Soleil, ce qui équivalait à environ onze années-lumière; cinq fois plus qu'avait dit Halley un siècle derrière.
Cela, qui peut être une curiosité simple, avait quelques implications terribles. D'un côté, il en finissait certainement avec la doctrine dont la Terre est au centre de l'Univers, étant donné que si nous pouvons mesurer la distance d'une étoile par parallaxe il veut dire que la Terre est réellement bougée par l'espace en changeant d'une position; et voilà qu'il confirmait, de plus, l'aberration de la lumière découverte par James Bradley. D'un autre côté, aussi il nous a fait voir que l'Univers était plus grand qu'il avait été pensé, puisque nous commencions à comprendre les étoiles voisines. C'était un détonant qui a fait que la communauté astronomique arrêtait d'étudier tant le Système solaire pour commencer à consacrer à regarder d'autres vedettes.
Pendant ses dernières années, Bessel a aussi attaqué le problème du Système solaire. En ce temps-là, Neptune n'avait pas été encore découvert et un rare mouvement présentait l'Uranus. Bessel a calculé les masses de Jupiter et de Saturne avec une plus grande précision qu'alors il ne s'était jamais rejoint et il a démontré que l'irrégularité d'Uranus ne pouvait pas être expliquée par les attractions des encore deux planètes gigantesques. Malheureusement, il est mort avant qu'il ne pût suivre avec le problème en posant l'existence de l'autre planète, dans ce qu'il aurait devancé John Couch Adams et Joseph Urbain Leverrier.
Des fonctions avec son nom, parallaxe, le Système solaire. Suffisant ? Puisque attendez qui existe encore plus.
Si vous observez une fois le ciel nocturne de l'hémisphère du nord, la plus brillante étoile que vous pouvez voir n'est pas autre que le Syrien. Un oeil, ne la confondez pas avec Jupiter, qui est en réalité une planète. Un bien, le Syrien est à 8,65 années-lumière, en étant la cinquième étoile la plus voisine sans compter le Soleil. Notre héros fut fasciné par le Syrien pendant dix ans. Et quand je dis fasciné, je veux dire qu'il n'y avait pas de nuit dans celle qui ne mesurait pas sa position entre les autres travaux qu'il avait comme astronome professionnel.
Ici j'ai à faire un incisio. Une fois je vous ai expliqué que, si nous pouvions observer de loin le mouvement de la Terre autour du Soleil, nous verrions qu'autour de ci-mentionné est bougé dans des ellipses. Mais si nous nous approchions, nous découvririons que ce ne serait pas proprement une ellipse, mais il la parcourrait en zigzaguant autour de la ligne qui la définit. La raison ? La Lune, qui est à côté. En réalité, ce n'est pas que la Lune tourne autour de la Terre, mais les deux tournent autour d'un point moyen entre les deux. Ce point est 81,3 fois plus près de la Terre que de la Lune, par la raison simple que la Terre a 81,3 fois plus de masse que la Lune. Dans notre cas c'est un petit a zigzagué, mais là il est. Ou bien que, encore sans voir la Lune, nous pourrions déduire son existence à partir des mouvements oscillatoires de la Terre autour du chemin idéal. Il est ainsi que l'on découvre beaucoup d'objets astronomiques que nous ne pouvons pas voir vu sa petite taille ou par la raison qui est. Tout cela je vous l'ai expliqué en détail dans l'article que nous consacrions aux perturbations.
Eh bien, dans 1844, deux ans avant sa mort, Bessel comptait avec 60 ans. Avec cet âge son esprit suivait encore actif et il a montré que le Syrien ne se déplaçait pas dans une ligne droite, mais il faisait des oscillations. Comment était-il possible ? Il a conclu qu'elle devait être accompagnée par une autre étoile, bien qu'elle ne pût pas être vue. Il l'a nommée le Chiot de Syrien (un chiot parce que le Syrien est dans la constellation Canis Maior et l'espace, était la mère) et il a calculé la période orbitale autour de la mère : 50 ans. De plus, aussi il a cru que la masse de Syrien devait être 2,3 masses solaires et celle du Chiot la même que notre Soleil. S'il était peu nombreux, un comportement similaire a aussi découvert chez une autre vedette nommée Procyon. Bien sûr, tous l'ont cru, puisqu'il était un astronome très respecté, mais après être mort, tout l'enthousiasme s'est refroidi.
Il a fallu attendre 18 ans pour résoudre la première partie de l'énigme grâce à Alvan Clark, un peintre de la profession à qui il fascinait l'astronomie. Si fasciné c'était ce qu'il rêvait de polir des lunettes pour faire de meilleurs télescopes. Aussitôt qu'il a pu, il a profité pour étudier comment fonctionnaient soigneusement les télescopes et détecter les légères erreurs qui le faisaient dévier de l'appareil idéal. Dès qu'il a fermé son atelier et il s'est consacré à apprendre à polir des lunettes. Il a passé des années du travail très pénible, en polissant des lunettes de jusqu'à 20 centimètres mais les astronomes de l'époque n'avaient pas confiance en inconnu.
En manquant des Messieurs comme vendeur, il les a montées dans ses propres télescopes et bientôt il a commencé à faire les observations qui requéraient des lunettes excellentes, comme la séparation de doubles étoiles. Et un espace, les nouvelles sont arrivées des oreilles d'un expert en doubles étoiles appelé William Rutter Dawes, qui a suivi ces observations et il s'est enthousiasmé, en lui achetant quelques lentilles, l'une desquelles s'est terminée en télescope qu'une précurseuse a réalisé un travail dans espectroscopía. En 1859, Dawes a invité Clark à Londres et on a présenté John Herschel entre les autres. Tout à coup, il a commencé à être connu et il a monté une usine au Cambridge, Massachusetts, avec l'aide de ses deux enfants, particulièrement le mineur, Alvan Graham Clark.
En 1860 leur est arrivée une commande d'une lentille de 18 pouces (un peu plus de 41 centimètres; celles d'aujourd'hui ont 10 mètres) pour l'Université de Mississippi et ainsi surpasser à l'Observatoire de Harvard. Ils voulaient avoir le plus grand télescope refractor des EU de l'époque. Les Clark ont tardée deux ans à l'avoir comme prête. Ils avaient à la prouver pour voir comme nettement les difficiles objets étaient vus d'observer. Clark un fils elle a voulu se mettre à l'épreuve. Et devinez-vous où a-t-il {-elle} pointé ? Puisque au Syrien et : oh, émerveille! il a trouvé une étincelle minuscule tout près qu'il a n'eue pas pu trouver dans aucune des cartes stellaires qu'il possédait. Au commencement, il a pensé que c'était une imperfection de la lentille, mais des observations répétées ont fait comprendre que si l'étincelle celle-là était vue il était précisément parce que la lentille était excellente.
Et qu'est-ce qui était ? Puisque ce que Bessel avait dit pratiquement vingt ans derrière : là il était, le Chiot, où il devait être. Une maman Sirio était 23,5 fois plus lumineux que le Soleil, tandis que le Chiot était … 0,03 fois. La température de la mère était 9.910 K et celle du Chiot 27.000 K, ce qui constitue la deuxième partie de l'énigme. Clark a reçu la médaille de l'Académie de sciences Française.
L'inconnue s'est étendue jusqu'au bien rentré le XXe siècle, dans lequel ils les ont nommées Syrien À et le Syrien B. La première est une étoile mûre, encore dans une pleine splendeur; tandis que le Syrien B est une naine blanche. Mais c'est une autre histoire. La période que Bessel avait calculée, 50 ans, n'était pas tout à fait exacte. Les actuelles mesures disent qu'en réalité il a 49,92 ans. Et Procyon B, dont Bessel avait informé d'un mouvement similaire celui du Chiot, a finalement pu se voir en 1896. Le Syrien et les Procyon sont séparés à peu près la même distance qui existe entre le Soleil et l'Uranus.
Bessel phénoménal: une vérité ?
Ironiquement, cette lentille qu'il avait découverte au Chiot n'est jamais arrivée à son destin au Mississipi, puisqu'il s'est séparé de l'Union et a éclaté la guerre civile, dès qu'il s'est terminé en Observatoire Dearborn de l'Université de Chicago.
Je ne peux pas me refuser à vous expliquer encore un détail des lentilles des Clark. Il en ressort que quand il a achevé la guerre, les EU sont entrés dans une époque de grande prospérité. L'Observatoire Naval des EU s'est proposé d'avoir le meilleur télescope que l'on pouvait construire au prix de 50.000 dollars, dès que cet argent s'est mis à des mains de l'astronome Simon Newcomb. Évidemment, il a appelé les Clark, qui ont immédiatement mis des mains à l'oeuvre. Une paire d'années plus tard, l'Observatoire Naval avait un nouveau télescope refractor de 13 mètres de long avec une lentille de 66 centimètres de diamètre qui pesait 45 kilogrammes. C'était la plus grande et puissante qui existait dans ce moment.
Celui qui allait l'utiliser était un astronome soi-disant Asaph Hall. Il avait eu une éducation formelle peu nombreuse et il s'était trouvé obligé à travailler comme charpentier quand il était adolescent pour aider son père. Mais l'astronomie le passionnait aussi, et son désir de regarder aux cieux l'a fait apprendre tout ce qui a pu. Il est devenu un assistant d'astronome avec un salaire de trois dollars par semaine, mais bientôt il est devenu le professeur d'astronomie et a été alors quand est arrivé le télescope avec la lentille des Clark.
Dans ce moment, en 1877, Mars était sur le point de passer par un lieu de son orbite dans laquelle on le trouvait plus près de la Terre qui peut être. Tous les télescopes du monde ont pointé vers la planète rouge. Dans cette époque aucun satellite on ne l'avait pas vu et cela posait aussi un autre problème. Des satellites étaient connus dans le reste de planètes à partir de la Terre, mais non chez Mars. Dès que, s'il les avait, ou bien ils devaient être très petits ou d'être tout près de l'éclat de la planète ou des deux choses. Et s'ils étaient près, ils devaient tourner d'une forme très rapide autour de lui.
Un hall a commencé à regarder et un reregard en explorant systématiquement la surface de Mars. Onze jours après, l'éclat qui reflétait la planète a commencé à obstruer les observations. Il a décidé d'abandonner et il est allé à une maison en communiquant à sa femme sa décision. Madame Hall (la madame Hall merveilleuse) lui a dit : “Essaie-le encore une nuit”. Et la même nuit il a découvert un objet minuscule dans un mouvement près de la planète. Malheureusement, des nuages se sont accumulés et il a eu à attendre cinq jours pénibles pleins d'anxiété. Le 16 août de la même année il a renoué les observations et il a clairement aperçu un satellite. Au jour suivant il a aperçu l'autre. Un hall les a nommés Fobos et Deimos, par les enfants de Mars, dieu de la guerre dans la mythologie classique. Dans ils 1879 lui ont donné la Médaille d'Or du Royal Astronomical Society de la Grande-Bretagne et l'un des plus grands cratères de Fobos s'appelle Hall dans son honneur. De son côté, les Clark ont aussi un cratère dans la Lune et l'autre chez Mars.
Bessel, les Clark et le Hall. Les grands hommes qui font aujourd'hui une partie de l'Histoire de l'Astronomie.
Des fontaines :
“Le Cosmos dans le palmier de la main”, Manuel Lozano Leyva.
“Encilopadia Biographique de Science et de Technologie (Je prends II)”, Isaac Asimov
“Histoire du télescope”, Isaac Asimov
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